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第 2 号 (2004 年)

技報

地中連続壁・すかし掘り工法の紹介
技術本部

土木技術第二部

荒井信章

名古屋支店

土木工事第二部

宮島 潔
清水洋治
野尻泰正

概要：平成13年度302号鳴海Ⅲ大高共同溝立坑工事において，菱建基礎㈱の保有する地中連続壁・すかし掘り工法が採用された．本稿は，設計変更に至る経緯および工事概要を報告する．本立坑は，既設大高共同溝と既設発進立坑を包括する位置に建設されるため，既設大高共同溝の山留壁構築は施工法の検討が必要であった．そこで，オーガーを鉛直に挿入し，既設構造物下面位置に到達した時点でオーガーが扇形に掘削しながら端部を中心として回転上昇する，地中連続壁・すかし掘り工法を提案し採用された．

Key Words：地中連続壁・すかし掘り工法，地中連続壁工(柱列式 ＳＭＷ工)，ＢＨ工法

１． はじめに本立坑は，国道 1 号と国道 302 号（未施工）の交差点北側に位置する．既に国道１号に建設されている大高シールド共同溝と今後建設される鳴海Ⅲ共同溝，緑地共同溝，有松共同溝の 4 つを包括する形状であり，電力・ＮＴＴ・ガス・水道の４企業を収容する．
本工事は，仮設工として地中連続壁工（柱列式 ＳＭＷ工）（以後，ＳＭＷ工法と称する．）を用い土留壁を構築し，掘削工・現場打ち構築工（逆巻き工法）で立坑の施工を行う．しかし，既設大高共同溝が地下２４ｍに存在するため，既設構造物下部の土留壁の構築が困難であり，当初設計では施工・工期の面で問題となるため，設計変更を行った．

２． 工事概要
工 事 名 ：平成13年度302号鳴海Ⅲ大高共同溝立坑工事
発 注 者 ：国土交通省 中部地方整備局 愛知国道事務所
工 事 場 所 ：名古屋市緑区大高町字北平部
工

期 ：平成14年3月5日〜平成16年3月10日

構 造 形 式 ：現場打ち構築工(逆巻き工法 外径 20.0m，深さ 29.636m，ｺﾝｸﾘｰﾄ 3,300m3，リング梁 5段)
開削土工(9,600m3)
仮設工 当初(ＳＭＷ工法，土留支保工，ＢＨ工法，他)
変更(ＳＭＷ工法，地中連続壁・すかし掘り工法，他)
接続共同溝：大高共同溝(シールドφ5.85m)，鳴海Ⅲ共同溝(シールドφ7.20m)，緑地共同溝(シールドφ7.20m），有松共同溝（開削4.50m×3.45m）
収 容 企 業 ：電力，ＮＴＴ，ガス，水道

荒井信章

宮島

清水洋治

潔
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野尻泰正

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ＡーＡ断面図φ21100450
100

φ20200450

φ20000100

既設立坑ガイドウォール(既設）1500×250×49,400+17.000

1300 2486+17.000
1300
湿気抜きパイプ VP300
L=28,000（既設）2900

既設連続壁φ850・芯材
H‑594×302×14×23 @600

1500

1300

B

1500

2500

16000

18700薬液注入工法（複相工法）

B
1500

掘削基盤

CJG地盤改良（既設）
設計強度：σ28=2N/mm2▽+1.000

シールド土留め（既設）

1750

34500

地中連続壁φ900・芯材
H‑700×300×13×24 @600

2700

3614

既設発進立坑

3050

24125

2300

1500

▽‑9.200

CJG地盤改良（既設）1500▽‑12.336
均しコンクリート（既設）

10200

5000
1650

▽‑7.125▽‑9.250
1500

1500

3002000 1736

9311

C

薬液注入工（複相工法）施工基盤
500‑7.125

2500

47000

既設大高共同溝

鳴海Ⅲ共同溝
（緑地共同溝）2500
C

薬液注入工法（複相工法）
8300

4400

200
225

▽‑1.7004200

地中連続壁・すかし掘り工法▽‑16.436▽‑17.500

7000

22450

▽‑17.500

12500

12500

▽‑23.436

薬液注入工法（DP工法）
SMW φ900 @600▽‑30.000▽‑30.000

C ‑ C
12600
7800

1500550

有松共

緑地
共同溝

00
31

同溝

4800

CJG地盤改良（既設）
設計強度：σ28=2N/mm2

10600

6850

5850

4450

1500 1700

225
225

既設発進立坑5000

既設大高共同溝 A

2004800

9600

φ17000

シールド土留め（既設）

A

鳴海
Ⅲ共
同溝

5501500

1000

3100

φ211004800

湿気抜きパイプ VP300
L=28,000（既設）

200

2800

薬液注入工法（複相工法）

既設連続壁φ850・芯材
H‑594×302×14×23 @600

地中連続壁・すかし掘り工法

地中連続壁・すかし掘り工法

図-1 302号鳴海Ⅲ大高共同溝立坑一般図

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３． 当初設計(1) 当初設計
当初設計では，既設大高共同溝直下の山留壁の施工は，既設発進立坑を再利用し，既設大高共同溝内からＢＨ工法で芯材を立て込み，地中連続壁を構築する計画であった．ＳＭＷ工法とＢＨ工法の間は，ＲＪＰ工法および薬液注入工で補強されるものの，大深度であるため不安があった．

+17.000

SMW φ900 @600
H‑700×300×13×24

既設発進立坑
+3.80

薬液注入工
薬液注入工

（二重管ストレーナ複相）（二重管ストレーナ複相）

高圧噴射攪拌工
（RJPφ2800）

大高共同溝‑8.820
鳴海Ⅲ共同溝

ＢＨ杭

既設大高共同溝

薬液注入工（二重管ストレーナ複相）

鳴海Ⅲ共同

BH杭 φ350‑16.171溝‑13.196‑20.70

図-2 当初設計仮設図(ＢＨ工法，ＲＪＰ工法，薬液注入工法，他)※１ Ｂ Ｈ 工 法 ：ボーリングマシンを使用して，ロッドの先端に取り付けたビットを回転させ掘削し，場所打ちコンクリート杭の造成あるいは既製杭の建て込みを行う工法．
※２ Ｒ Ｊ Ｐ 工 法 ：超高圧水噴流体と空気噴流体，並びに超高圧硬化材噴流体と空気噴流体を，多重管ロッドの先端から合流方式分割二段階噴射システムで噴射し，回転・引き上げをすることにより，地盤中に2,000〜3,200mm の円柱状改良体を造成する地盤改良工法．

(2) 問題点
設計図書の照査を行っていたところ，既設大高共同溝の施工でシールド発進のために孔壁防護(ＣＪＧ地盤改良)が施されていることが判明し，ＳＭＷ工法による既設大高共同溝下部の土留壁の施工が困難と判断した．

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シールド発進の孔壁防護(ＣＪＧ地盤改良)による問題点a)ＳＭＷ工法 施工不能
・ ＳＭＷ工法はＮ値50以下の土質に用いる．
道路土工 仮設構造物工指針：Ｎ値30以上 固結した C=200 kN/m2
道路橋示方書：C=6〜10N(kN/m2)Ｎ値50では，C=10×50=500 kN/m2
・ボ ー リ ン グ 調 査 を 行 い ， 孔 壁 防 護 ( Ｃ Ｊ Ｇ 地 盤 改 良 ) 部 の コ ア を 採 取 し ， １ 軸 圧 縮 試 験 を 行 っ た と こ ろ ，qu=7N/mm2(C=qu/2=3,500kN/m2)であった．
・ 孔壁防護(ＣＪＧ地盤改良)部はＮ値50以上の岩の分類に属するため，通常施工は不可能．
道路橋示方書 Ｎ値50 C=500kN/m2 ＜ ボーリング調査 C=3,500kN/m2
・ Ｎ値50以上の箇所について施工するには補助工法が必要となる．(工費・工期 増)b)ＳＭＷ工法とＢＨ工法との間隔が増大
・ ＳＭＷ工法の施工不能により，ＳＭＷ工法の芯材とＢＨ工法の芯材の間隔が広くなる．
・ ＲＪＰ工法，薬液注入工法の施工範囲が増大となる．(工費・工期 増)・ 孔壁防護(ＣＪＧ地盤改良)部以下の施工範囲が広く，施工は困難である．施工困難による不確実性が懸念される．
当初設計(孔壁防護なし)

設計照査後(孔壁防護あり)

4200

高圧噴射攪拌工

高圧噴射攪拌工

（RJPφ2800）（RJP工法φ2800）

孔壁防護工

15500

10600

500

6850

5850

6850

大高共同溝

5005850

大高共同溝

500500（CJG工法φ2200）

薬液注入工（二重管ストレーナ複相）

SMW φ900 @600
H‑700×300×13×24

SMW φ900 @600
H‑700×300×13×24

5850

5850

薬液注入工
（二重管ストレーナ複相）
緑地共同溝

緑地共同溝

高圧噴射攪拌工

高圧噴射攪拌工
（RJP工法φ2800）

大高共同溝

2800

BH杭 φ350

2475
芯材間隔 小（RJP工法φ2800）

大高共同溝

10600

薬液注入工
（二重管ストレーナ複相）

2800
6350
芯材間隔 大BH杭 φ350

15500

7750

図-3 孔壁防護(ＣＪＧ地盤改良)による施工範囲比較
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薬液注入工（二重管ストレーナ複相）

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４． 地中連続壁・すかし掘り工法の紹介
既設大高共同溝のシールド発進の孔壁防護(ＣＪＧ地盤改良)により，既設大高共同溝下部の施工は困難となったた
め，他の施工方法を検討した．対応工法として，地上施工で地中埋設物を移動することなくその下部に連続した壁を構築する工法，「地中連続壁・すかし掘り工法」を提案した．「地中連続壁・すかし掘り工法」は，㈱ピーエス三菱グループの菱建基礎㈱の保有する技術であり，地下鉄工事等で採用され，実績のある技術である．
下記に「地中連続壁・すかし掘り工法」を紹介する．

(1) 工法の特徴
・ 地中埋設物を移動しないで，その下に連続した壁を構築できる．
・ 施工機械がコンパクトなので大がかりな仮設は不要．
・ 地中連続壁施工と同時期にすかし掘り施工が進行できる．
・ 全体的な工期短縮によりトータルコストの大幅な低減が見込める．
・ あらゆる土質に適用できる．
・ 数多くの工事経験を基に，地中埋設物下への確実な鉄筋かご配置を目的とした［鉄筋かご横行装置］を開発し，壁厚1,000mm，すかし掘り長さ9.2m，掘削深度30mの実績がある．
・ すかし掘り機のパワーアップを図り，現在壁厚1,200mm，すかし掘り長さ10mまで対応可能．

図-4 地中連続壁・すかし掘り工法 イメージ図(2) 施工手順①一般部掘削②初期掘削③中間掘削〜底部掘削

一般部を地中連続掘削機にすかし掘り機をガイドに添っ掘削土砂の排土効率・粘着て掘削．反力材・排泥管の立て挿入．回転させながら埋設防止等を考慮 し，底部までて込みを行う．

物直下を掘削．

掘削．

図-5 地中連続壁・すかし掘り工法 施工手順 １
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第 2 号 (2004 年)④鉄筋かご建込みⅠ⑤鉄筋かご建込みⅡ⑥コンクリート打設縦方向に分割した鉄筋かご

所定の位置に鉄筋かごを建地上からトレミー管を挿入しを掘削溝に建込み，埋設物て込んだ後，鉄筋かごの頭コンクリートを打設．施工完

直下に横移動する．

部を固定する．

了．

図-6 地中連続壁・すかし掘り工法 施工手順 ２(3) 主な仕様
地

盤 ：弱齢地盤も補助工法を用いて可能／軟弱地盤／玉石混り地盤／岩盤

敷

地 ：狭隘地／空頭制限を受ける(有効高7.0m)／近接施工／海上，河川上の施工／路下施工／地下埋設物を移設しないで施工可能

施 工 機 械 ：地中連続壁掘削機
懸垂式クラムシェル (壁厚 500〜1,800mm，施工深度 130m)
水平多軸回転カッタ (壁厚 640〜3,600mm，施工深度 150m)
すかし掘り掘削機
シングルカッター (壁厚 600〜1,200mm，施工深度 50m，65tクレーン)
ツインカッター (壁厚 600〜1,500mm，施工深度 50m，50tクレーン)

５． 工法比較検討
既設大高共同溝下部の施工を確実に行うために地中連続壁・すかし掘り工法を対象とし，工法の比較検討を行った．また，工期短縮や，現場の施工を考慮した工法の提案も行った．
比較検討の対象となった工法をCASE 1〜3として下表に示す．
表-1 対象工法一覧
一 般 部

既設大高共同溝下部

CASE 1ＳＭＷ工法（柱列式）

ＢＨ工法・ＲＪＰ工法・薬液注入工・土留支保工

CASE 2ＳＭＷ工法（柱列式）

地中連続壁・すかし掘り工法

CASE 3※3

地中連続壁・すかし掘り工法

ＣＲＭ工法（壁式）※３ ＣＲＭ工法：掘削土再利用連壁工法 ＲＣ連壁の掘削施工技術を利用し，掘削土残土をリサイクルによって減量し，均一・高精度のソイルセメントの地中連続壁を構築する工法．

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表-2 工法比較検討表

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表-3 計画工程表

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比較検討の結果，既設大高共同溝の孔壁防護(ＣＪＧ地盤改良)を撤去可能な工法が必要であり，工期短縮，工事金額を考慮すると CASE 2 または CASE 3 が対象となる．CASE 3 では一般部と既設大高共同溝下部の施工に同じ掘削機械を使用するため，組立解体作業が省略され，工期は CASE 2 より 20 日程度短縮される．しかし工費は高額となるため，CASE 2(一般部：ＳＭＷ工法，既設大高共同溝下部：地中連続壁・すかし掘り工法)が採用された．
表-4 工法比較結果
CASE 1

CASE 2

CASE 3ＣＪＧ
地盤改良撤去×○○

工 期（実稼働日数）

207 日

133 日

119 日

工費

¥386,800,000¥451,000,000¥475,800,000

判定×◎△６． 設計・施工(1) 設計のポイント

3136▽＋17.000a) 設計指針

7364

地中連続壁基礎設計施工指針・同解説（日本道路▽＋ 9.820

協会）を指針とする．
上載荷重

すかし掘り連壁部の施工深度が深いため，※4 弾塑性

3325

512.54 kN/㎡

法解析を採用する．

既設大高共同溝下端 ▽−7.550
梁 ⑤

ｺﾗﾑｼﾞｪｯﾄ下端 ▽−9.225
設計壁天端▽‑9.225

深度が深く上載荷重が大きいため，曲げモーメントが▽‑ 8.800

仮想梁中心▽‑ 9.638▽‑12.636

大きくなり，配置鉄筋量が多くなる．

3836

り連続壁に作用させる．

7975

すかし掘り工より上の土層を上載荷重とし，すかし掘

29636

4000b) 設計手法

すかし掘り地中連続壁c) その他

鉄筋必要長下端 ▽‑17.500

地中連続壁・すかし掘り工法の掘削の際，溝壁崩壊の恐れがあるため，溝壁安定計算に基づく地盤の補強が必要．
杭壁下端▽‑30.225

図-7 設計モデル図※４ 弾塑性法解析 ：今回の設計では，掘削深さ約30m(Ｈ＞15m)であるため弾塑性法解析(芯材・鉄筋部まで)を行っている．また，土質調査結果より被圧水が確認されたため，盤ぶくれ検討を慣用法で解析している．

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第 2 号 (2004 年)(2) 施工のポイントa) 施工精度
・ 当現場のＳＭＷ工法および地中連続壁・すかし掘り工法は施工深度(掘削深さ)が約 47m と深く，施工精度の計測管理が必要．
・ 施工精度が確保できなかった場合，ラップはずれから盤ぶくれ等の可能性や，応力が大きく作用する場所で，芯材等の偏心により地中連続壁の崩壊の可能性がある．
b) 計測管理・ ＳＭＷ工法
ＳＭＷ本体機と，錐内に計測装置を内蔵し，地上のパソコン上にリアルタイムに錐の先端位置および，削孔精度が計測できる DAM システムを採用した．
・ 地中連続壁・すかし掘り工法
超音波測定機を用いて傾き等の測定を実施した．

図-9 超音波測定機

図-8 ＳＭＷ工法 ＤＡＭシステム

写真-1 超音波測定状況c) 計測管理結果
施工精度を計測した結果を下表に示す．
表-5 計測管理結果
施工方法

許容精度

※5実測値

ＳＭＷ工法

1/150

1/250(1/200)

地中連続壁・すかし掘り工法

1/500

1/2,000(1/1,600)

備 考
許容値：H=23〜45m：1/150
それ以深は施工実績を考慮し決定する．
鉛直精度の許容範囲は±50mm〜 ± 100mm(1/500 〜 1/1,000) と している．
※５ ：平均値(最低値)

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写真-2 ＳＭＷ工法 掘削状況
写真-3 ＳＭＷ工法 芯材建込状況

写真-4 地中連続壁・すかし掘り工

写真-5 地中連続壁・すかし掘り工

一般部掘削機

すかし掘り部掘削機

写真-6 すかし掘り部 掘削状況

写真-7 鉄筋かご挿入状況

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７． おわりに
本立坑工事は，国道302号，東名阪道の建設反対等の影響から，工事全部中止期間が約1年間通知された．その間，地中連続壁・すかし掘り工法の提案を行い採用され、工期短縮を図ったものの，本体構築の途中で打ち切り竣工することとなった．(掘削および本体構築は，すかし掘り部より上側で竣工となる．残工事は平成15年度発注予定．)現在は竣工へ向けて追い込みをかけ，作業を行っている．
地中連続壁・すかし掘り工法は，国土交通省 中部地方整備局では初めて採用された工事であり，設計変更の承諾は大変困難なものであった．（設計変更の計画当初，地中連続壁・すかし掘り工法はＮＥＴＩＳ未登録，被圧水によ写真-8 現在の本体構築状況

る盤ぶくれ検討，他）（平成 16 年 1 月 30 日撮影）

現在保有する自社開発技術には，すばらしい工法が多く存在するため，再度見直し活用していく必要がある．
謝辞
本工事の設計変更にあたり，多大なるご指導，ご尽力をいただいた関係各位の方々にこの場をお借りして感謝の意を表します．
参考文献
1) 共同溝シールド設計資料，建設省名古屋国道工事事務所，平成6年3月
2) トンネル標準示方書［開削工法編］・同解説，(社)土木学会，平成8年7月
3) 道路土工 仮設構造物工指針，(社)日本道路協会
4) 地中連続壁基礎設計施工指針・同解説，(社)日本道路協会，平成3年7月
5) ＳＭＷ連続壁 標準積算資料［設計・施工・積算編］，ＳＭＷ協会，平成11年4月
6) 透かし掘り工法 ［施工マニュアル・積算基準(案)］，透かし掘り連壁工法研究会，平成13年10月

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